Le proteine sono composti organici presenti sia negli organismi animali che vegetali e sono costituite da lunghe catene di aminoacidi legati tra loro da legami ammidici, chiamati legami peptidici, che si formano tra il gruppo amminico ed il gruppo carbossilico presenti in tutti gli aminoacidi con eliminazione di una molecola d’acqua:
Gli aminoacidi differiscono tra loro solo per la presenza di un gruppo laterale specifico che può avere carattere idrofobo, idrofilo, acido e basico ed attribuisce ad ogni singolo aminoacido determinate proprietà chimiche.
Le proteine differiscono tra loro per la diversa presenza, frequenza e sequenza in cui i vari aminoacidi si possono concatenare; i gruppi laterali possono formare legami tra loro facendo assumere alla catena peptidica una determinata conformazione spaziale oppure possono associarsi con altri gruppi funzionali presenti su un’altra catena peptidica. Le caratteristiche strutturali delle catene aminoacidiche delle proteine ed anche dei relativi idrolizzati in generale dipendono dalle condizioni chimico-fisiche della soluzione acquosa in cui si trovano (pH, presenza di ioni, temperatura, concentrazione, presenza di alcuni composti organici) ed una variazione delle condizioni di equilibrio possono facilmente denaturarle (es. perdita di solubilità).
La solubilità delle proteine è influenzata maggiormente dal peso molecolare: alle stesse condizioni chimico-fisiche generalmente la diminuizione del peso molecolare comporta un aumento di solubilità delle proteine.
Per proteina nativa si intende una proteina isolata da fonti vegetali od animali che mantiene intatte le sue caratteristiche originarie in peso molecolare e chimiche dei gruppi funzionali.
La proteina idrolizzata è una proteina derivata dalle proteine native costituita da peptidi a più basso peso molecolare i quali presentano una solubilità maggiore rispetto alle relative proteine native da cui derivano.
L’idrolisi delle proteine può essere effettuata tramite aggiunta di sostanze chimiche fortemente acide o basiche e tramite via enzimatica; l’idrolisi chimica può essere più o meno spinta e causa distruzione delle catene aminoacidiche, denaturazione di alcuni gruppi funzionali e distruzione di alcuni aminoacidi. L’idrolisi enzimatica si avvale dell’utilizzo di specifiche proteasi in grado di scindere le catene aminoacidiche in siti specifici; questo tipo di idrolisi non comporta denaturazione dei gruppi funzionali e distruzione di aminoacidi.
Per idrolizzato proteico quindi ci si riferisce SOLO a molecole formate da catene di aminoacidi con diverso peso molecolare le quali possono trovarsi in soluzione acquosa o in polvere; sul mercato esistono sostanze formate da molecole di origine proteica condensate ad altre molecole chimiche ad esempio di natura cationica od a catene di acidi grassi che si ottengono attraverso procedimenti di sintesi formando molecole tensioative con perdita delle peculiarità delle proteine da cui derivano.
Durante la detergenza lo strato superficiale della cute viene a contatto con sostanze tensioattive in grado di asportare lo sporco presente ma anche parte della naturale componente idrolipidica dello strato corneo causando una parziale denaturazione e depauperazione di sostanze lipidiche e proteiche con alterazione del normale equilibrio cutaneo; ciò può portare ad una compromissione della funzione barriera con conseguenze che possono andare dalla diminuizione di idratazione dello strato corneo fino a dermatiti nelle pelli più sensibili.
L’utilizzo delle proteine abbinate a tensioattivi si è dimostrato essere una efficace protezione nei confronti dell’azione aggressiva di queste sostanze senza comprometterne l’efficacia lavante e schiumogena; l’azione protettiva si esplica tramite formazione di legami tra le proteine e le unità monomeriche di tensioattivo (figura 1) che sono quelle maggiormente in grado di penetrare le membrane cutanee sia tramite formazione di numerosi legami deboli con le proteine epidermiche le quali vengono ricoperte da un film colloidale protettivo.
Figura 1
Le proteine applicate sulla cute formano deboli ma numerosi legami con le proteine epidermiche creando un sottile strato colloidale protettivo non occlusivo: maggiore è il peso molecolare delle proteine maggiore risulta l’effetto filmogeno di queste sulla cute; gli idrolizzati a basso peso molecolare ricchi in piccoli peptidi e singoli aminoacidi possono avere un effetto tampone ed umettante a livello cutaneo ed essere di utile applicazione in prodotti per pelli che presentano stati carenziali di queste componenti.
Alcune proteine possono esplicare anche una attività antiradicalica aiutando a preservare l’integrità delle altre componenti cutanee come ad esempio accade in seguito ad esposizione a radiazioni UV.
La cuticola è la parte che per prima viene a contatto con gli agenti aggressivi e la sua degradazione può arrivare ad esporre gli strati più esterni della corteccia condizione che si verifica quando i capelli sono sfibrati e rovinati.
Le proteine maggiormente idrolizzate ricche in piccoli peptidi ed aminoacidi liberi presentano una elevata sostantività nei confronti dei capelli soprattutto quelli danneggiati: questa sostantività si esplica nella capacità di formare deboli ma numerosi legami chimici con le proteine di cheratina della cuticola andando a riempire le cavità ristrutturando e rinforzando il fusto del capello; i peptidi con maggior peso molecolare presentano un effetto filmogeno rispetto a quelli a basso peso molecolare.
Alcune proteine native ad alto peso molecolare rese solubili grazie alla complessazione con alcuni tensioattivi sono in grado di esplicare anche una azione condizionante grazie alla loro capacità di formare un film colloidale superficiale sul capello durante il risciacquo ed a formare allo stesso tempo legami con monomeri del tensioattivo; rispetto ai condizionati comunemente utilizzati negli shampoos le proteine native sono però nettamente meno irritanti sulla pelle e possono essere utilizzate in prodotti per pelli sensibili.
La scelta dell’idrolizzato dipende soprattutto dall’applicazione che si intende fare.
Tutti i nostri preparati a base di proteine sono idrosolubili e si possono suddividere in diverse categorie: proteine native complessate con tensioattivi ad altissimo peso molecolare, idrolizzati ad alto, medio e basso peso molecolare. L’utilizzo delle proteine native è consigliato in tutti i prodotti per la detergenza per il loro effetto protettivo e filmogeno; alcune proteine native, in merito della loro caratteristica composizione aminoacidica, possono essere utilizzate anche negli shampoos per il loro effetto condizionate e protettivo sui capelli.
Tutti gli idrolizzati a più basso peso molecolare possono trovare impiego nei prodotti per la detergenza grazie al loro effetto protettivo nei confronti dei tensioattivi ma possono essere utilizzati anche in prodotti ad uso topico grazie alla loro affinità per le proteine epidermiche ed alla loro capacità di trattenere acqua, soprattutto quelli ad alto peso molecolare; gli idrolizzati a basso peso molecolare trovano impiego soprattutto in prodotti per la cura dei capelli danneggiati grazie al loro potere ristrutturante.
Alcuni idrolizzati sono ricavati non solo da proteine isolate native ma anche da farine di semi ricche in carboidrati che vengono appositamente portati in soluzione per via enzimatica insieme alla frazione proteica che esse contengono; questi carboidrati possono essere di varia natura come ad esempio amidi, galattomannani, beta-glucani, mucillagini come nel caso di miglio, fieno greco, avena e malva ed essere utilizzati in prodotti per pelli delicate per il loro effetto lenitivo.
Alcune sostanze a livello topico possono provocare stati di irritazione a causa di un effetto denaturante di queste nei confronti delle cellule dello strato corneo e degli strati epidermici sottostanti nei casi più gravi o scatenare reazioni allergiche nel caso che queste riescano a penetrare la barriera cutanea.
Il grado di penetrazione di una sostanza può essere influenzata da diversi fattori legati all’esposizione, alle condizioni delle cute ed alle caratteristiche chimiche della sostanza in esame tra cui il peso molecolare, il pH del mezzo in cui si trova (e di conseguenza il suo grado di ionizzazione), la polarità; generalmente le sostanze a basso peso molecolare, non ionizzate e non troppo polari posseggono un alto potere di penetrazione rispetto ad altre e possono raggiungere gli strati più profondi della cute.
Le proteine ad alto peso molecolare non hanno gruppi denaturanti la componente idrolipidica dello strato corneo e non sono in grado di attraversarlo quindi possono essere considerate sicure; gli idrolizzati a basso peso molecolare, trattasi della componente costituita da piccolissimi peptidi ed aminoacidi liberi, possono avere un grado di penetrazione maggiore senza aver provocato finora nessun caso di irritazione noto.
Test di citotossicità e di sensibilizzazione in vitro effettuati sugli idrolizzati di glutine di grano da noi prodotti non hanno riscontrato nessuna positività.
In aggiunta non esistono attualmente evidenze scientifiche comprovate riguardo un legame tra potere allergizzante in soggetti celiaci e derivati da glutine di grano contenuti in prodotti cosmetici.